GEOFÍSICA (LATO SENSU)
Ciência que investiga os
fenômenos físicos que
afetam a Terra, envolvendo
também meteorologia,
física da ionosfera e outros
aspectos das ciências
atmosféricas
GEOFÍSICA (STRICTO SENSU)
Ciência que investiga os
fenômenos físicos que afetam o
interior da Terra, desde sua
superfície até seu núcleo –
Geofísica da Terra Sólida
GEOFÍSICA DA TERRA SÓLIDA
GEOFÍSICA
APLICADA
objetivos práticos
e econômicos
~ 1 – 1000 m
GEOFÍSICA
GLOBAL
~ 100 – 6000 km
estrutura e
evolução
Geofísica de
Exploração
~ 50 – 5000 m
recursos minerais
Geofísica de
Engenharia
e Ambiental
~ 1 – 20 m
GEOFÍSICA APLICADA
- Sismologia
- Gravimetria
- Magnetismo
- Geofísica Nuclear
- Métodos elétricos e eletromagnéticos
- Geotermia
- Perfilagem de poços
A Geofísica se utiliza de diversos
métodos físicos na sua investigação
manto (~3000km)
rochas em lenta
convecção placas tectônicas
(incluindo a crosta)
~100 km
núcleo externo (ferro líquido) núcleo interno (ferro sólido)
quente
fria
GEOFÍSICA GLOBAL
A sismologia utiliza
a propagação das
ondas sísmicas no
interior terrestre
para determinar a
distribuição do
material, estimar
sua composição e
propriedades.
algumas trajetórias das ondas sísmicas ondas longitudinais = som (onda P)
variações nos tempos de percurso das ondas em cada raio permite
determinar as regiões abaixo da superfície com maior ou menor velocidade
sísmica
mapa a
200 km
de prof.
perfil AA´
coluna
quente
sob a
Bacia do
Paraná:
pedaço
fóssil
de uma
pluma ??
A
A´
Projeto IAG-USP e Inst. Geofísica de Zurique (ETHZ-Suíça)
15 estações
novas por
dois anos:
2002-2004
Mede a resistividade elétrica das camadas
MÉTODOS ELÉTRICOS
GEOFÍSICA APLICADA
GEOFÍSICA DE ENGENHARIA E AMBIENTAL
Aplicações: água subterrânea, poluição
subterrânea, exploração mineral
Princípios do método geoelétrico
Injeta-se uma corrente elétrica I pelos eletrodos (AB) e mede-se
a diferença de potencial em outros dois eletrodos (MN). A
resistividade elétrica média, , é dada por:
= K. V/I (.m)
Contaminação de Águas Subterrâneas
A contaminação das águas subterrâneas ocorre através da percolação de águas pluviais e
outros líquidos gerados pela própria degradação dos resíduos, que por infiltração no solo sob
o aterro atingem o nível d’água.
O líquido derivado desse processo de percolação através dos resíduos é denominado de
chorume. Esse líquido pode infiltrar-se no solo e atingir o lençol freático, gerando uma pluma
de contaminação que acompanha o fluxo das águas subterrâneas e se espalha por uma
área muito maior que a ocupada pelos resíduos, causando a poluição das águas.
O espaço subterrâneo de uma metrópole
túneis para tráfego
metroviário, rodoviário
utilidades públicas
adução água e esgoto
cabos elétricos
cabos telefônicos
estacionamentos
reservatórios para
retenção de cheias
PETROBRÁS (Oleoduto)
Extensão: 50 Km
Prof. média: 1,5 m
Formato: tubular
Tamanho: 0,15 a 0,58 m
Material: aço carbono
Idade: 30 anos (+ antigos)
COMGÁS (Gasodutos)
Extensão: 2.000 Km
Prof. média: 4 m
Formato: quadrado
Tamanho: 1 m x 1 m
Material: ferro fundido, aço,
polietileno prot. concreto
Idade: não fornecida
TELESP (Valas)
Extensão: 3.600 Km
Prof.: 0,6 a 3 m
Formato: retangular
Tamanho: 0,5 m x 1 a 3 m
Material: concreto
Idade: não disponível
METRO (túneis)
Extensão: 28,5 Km
Prof. média: 13 m
Formatos: tub./abob./retang
Tamanho: 5 diam. / 5 x 5 m
Material: concreto
Idade: desde 1974
ELETROPAULO (dutos)
Extensão: 10 Km
Prof. média: 4 m
Formato: quadrado
Tamanho: 1 m x 1 m
Material: concreto
Idade: desde 1931
PREFEITURA (galerias)
Grandes galerias
Extensão: 500 Km
Prof. média: 4 m
Formato: redondas/quadradas
Tamanho: 2 m x 2 m
Material: concreto/tijolo
Idade: 80 anos (+ antigas)
Pequenas galerias
Extensão: 2.600 Km
Prof. média: 1,5 m a 2,5 m
Formato: tubular
Tamanho: 0,4 a 1,5 diam.
Material: concreto/tijolo
Idade: desde 1910
SABESP (adutoras)
Extensão: 1.200 Km
Prof. média: 2 m
Formato: tubular
Tamanho: 0,5 a 2,5 m diâm.
Material: aço, ferro, concreto
Idade: desde década 20
SABESP (coletores tronco)
Extensão: 600 Km
Prof. média: 1 m a 10 m
Formato: tubular
Tamanho: 1 m a 14,5 m de diâm.
Material: concreto
Idade: desde década 70
Fonte: FOLHA DE SÃO PAULO, 1998
REGISTRANDO E MEDINDO
ALGUMA PROPRIEDADE
OU CARACTERÍSTICA FÍSICA
DOS MATERIAIS
GEOLÓGICOS
INDIRETAMENTE:
COMO USAR ESSAS INFORMAÇÕES PARA
OBTER UMA IMAGEM GEOLÓGICA DO
SUBSOLO?
1º passo – interpretar o sismograma
VALORES DAS VELOCIDADES DE
PROPAGAÇÃO DAS ONDAS DÃO
INFORMAÇÕES SOBRE AS
CARACTERÍSTICAS DOS
MATERIAIS GEOLÓGICOS
INFORMAÇÃO IMPORTANTE PARA
OS PROJETOS DE ENGENHARIA
200 - 1000
1500 - 2000
1000 - 2500
1500 - 2500
3500 - 4000
2000 - 6000
2000 - 2500
4000 - 4500
5500 - 6000
2000 - 6000
2000 - 2500
3000 - 4000
5000 - 5500
2500 - 6500
4500 - 5000
4500 - 6500
2000 - 3500
Unconsolidated Material
Sand (dry)
Sand (water saturated)
Clay
Glacial till (water saturated)
Permafrost
Sedimentary rocks
Sandstone
Tertiary sandstone
Pennant sadstone (Carboiferous)
Cambrian quartzite
Limestones
Cretaceous chalk
Jurassic oolites and bioclastic limstones
Carbiniferous limestone
Dolomites
Salt
Anhydrite
Gypsum
Exemplos de valores de velodidades das ondas P (vp ) para diferentes materiais (m/s)
5500 - 6000
6500 - 7000
7500 - 8500
5500 - 6500
300
1400 - 1500
1300 - 1400
6100
5800
6600
3600
Igneous / Metamorphic rocks
Granite
Gabbro
Ultramfic rocks
Serpentinite
Pore fluids
Air
Water
Petroleum
Other materials
Steel
Iron
Aluminium
Concrete
Exemplos de valores de velodidades das ondas P (vp ) para diferentes materiais (m/s)
NO CASO DOS MÉTODOS SÍSMICOS
EMPREGAMOS OS TEMPOS DAS
TRAJETÓRIAS DAS ONDAS PARA OBTER O
MODELO DO SUBSOLO.
MAS COMO FAZEMOS ISSO ?
POR EXEMPLO, COMO FIZEMOS PARA ESTIMAR
A PROFUNDIDADE DO EMBASAMENTO DA
ESTRUTURA DE COLÔNIA ATRAVÉS DOS
TEMPOS DE PERCURSO DAS ONDAS
REFLETIDAS
LEMBRAM-SE?
Fontes sísmicas
Propriedades importante:
• energia suficiente para atingir o alvo
• custo, praticidade, permissão legal, etc.